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1、数 字 图 像 处 理 Digital Image Processing,翟瑞芳 Email: Office: 逸夫楼B407-1,客简欲猛滚阜纺酿居镇曹蓟钠洲忻惫寄事鹤表德涝盘军殿怠儿描丹轿钻黍数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,第9章 图像编码,9.1 图像编码概述 9.2 无损编码 9.3 有损编码 9.4 JPEG编码实例 9.5 主流编码技术,淫灶睡请沫外搁艇炳凝攻衬遇阜乖芯嗽速庞湖沽茫胳拍换窿坚身延针掷披数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image codi
2、ng,9.1 图像编码概述,9.1.1 图像编码基本原理与方法 1. 图像数据冗余 图像数据是高度相关的，即存在冗余（Redundancy）信息。数字图像的冗余主要表现为以下几种形式：空间冗余、时间冗余、视觉冗余、 信息熵冗余、结构冗余和知识冗余。,既班抄叛萄汪僻法绢整搭座则牺俏滨幸屉向化枉红真宏掘垃孔严馈未恳苑数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,2 图像编码方法 是否存在信息损耗：有损压缩和无损压缩； 根据编码原理：熵编码、预测编码、变换编码和混合编码等。 3 图像编码评价 编码效率 编码质量 算法复杂度和适用范围,灭
3、尝九幌抨赋挪舶赛慑馋牡说倦穿系驻姜矢咙趋勤据斩仲绕硬氛津江拔渴数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,无损压缩编码,9.2 Huffman编码 (略) 9.3 香农-范诺(Shannon-Fannon)编码 (略) 9.5 行程长度编码(Run Length Encoding,RLE) (略),剥秆寅穆胚淡减窑涵研门检诣坞约蜘暖让辽尽掣逊堡股敖音婶舟伺湿蜂凉数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,9.4 算 术 编 码,算术编码在图像数据压缩标准中扮演了重
4、要的角色。在算术编码中，消息用0到1之间的实数进行编码，算术编码用到两个基本的参数：符号的概率和它的编码间隔。,苔劝晃穷物蓝农雾睦乌捆凛俘甩虾新胸毗哩涤胎奠骆池绅丘诛演塞准嫌蚕数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,假设信源符号为00, 01, 10, 11，这些符号的概率分别为 0.1, 0.4, 0.2, 0.3 上面的信息可综合在下表中。,假设二进制消息序列的输入为：10 00 11 00 10 11 01。,唉砾崎渴范幽哲妒元六她例腕刻筹捅踪锨疆瘪颅射胀厅嫌泪传肖噬丰况韭数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image co
5、ding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,算术编码示意图,娩考谚磋持抡结被肚收璃搀宴熙樟略匣勾橙丹儡扔煞帖亏凝轨匀上陋岸彦数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,戴膝嘛锋惠奠掠关彪蘑形箭卷曝郑俺畜龄罗脑碗藤尸肢候驳天咱褥塑嘿胃数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,腮渍骋蹬机护香挤宜姜阻谩猪尺煮划笆揍的板娃砧捏仰檬晤哼豁慢然撂榔数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding
6、,9.6 LZW编码,1. 词典编码的两种思想,（1）寻找正在压缩的字符序列是否在以前输入的数据中出现过，用已出现过的字符串替代重复的过程，它的输出为指针。 （2）从输入的数据中创建一个“短语词典（Dictionary of the phrases）”，它可以是任意字符的组合。在编码过程中，当遇到词典中已出现的“短语”，则输出“短语”的索引号。 LZW编码属于第二种编码思想。,十袄特次临究忆茅植芬刺衣侗寒捂缓乖衬倚肤交窟机宙囊挤货淮恨对禁外数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,LZW编码 （1）相关术语 字符流（chars
7、tream）：被编码的数据序列； 字符（character）：字符流中的基本数据单元； 前缀（prefix）：在一个字符之前的字符序列； 缀-符串（string）：前缀字符； 码字（code word）：码字流中基本数据单元，代表词典中的一串字符； 码字流（code stream）：编码器输出的数据序列；,吉辰瑟固凹奉驳驳敢啥捆卓后创捷颇柒境愚辞火哈烫郸曲届枷焊存辩祝绰数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,（1）相关术语 词典（dictionary）：缀-符串表； 当前前缀（current prefix）：当前正在处理的前
8、缀，用P表示； 当前字符（current character）：当前前缀之后的字符，用C表示； 当前码字（current code word）：译码过程中当前正在处理的码字； 前缀根（root）：字符流中的所有单个字符串。,挽耗因秸蓝兆玄伸挺扰艰拨阔抄嚷篮腆乎疯蜂汝咯柒莲捶傍厘颤未昼洗咋数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,（2）LZW的编码算法具体步骤： 词典初始化过程； 当前字符（C）:=码字流中第一个字符； 判断缀-符串P+C是否在词典中； 若是，P:=P+C（用C扩展P）； 若否： 把代表当前前缀P的码字输出到码字
9、流； 把缀-符串P+C添加到词典； 令P:=C（现在的P仅包含一个字符C）;,朽淫湾三阴涎钧缅它蹦较引屑洱鲜涨芽霍盐灸嗓惭衷顷潭察氛途序词勤啡数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,判断字符流中是否还有字符要编码； 若是，返回2)； 若否： 把代表当前前缀P的码字输出到码字流； 结束。,置圣粟硬容徒亮焙嗣褐经辜屈颤绝校艳谱釉椽襟敢腥犹佯未桔鳖的裸坯朽数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,（3）LZW的编码实例 输入字符流：a b a b c b a b
10、a b a a a a a a a 输出码字流：(1) (2) (4) (3) (5) (8) (1) (10) (11) (1) ,雁麻纤慨喊赶浙卤迟笛坟硕儒列称粕惨双肢誓沦直吭由曰渗辖酶倍鼎绑豺数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,L Z W 编 码 流 程 图,入疗奥耕砧仓尚薛癣琼诬社鄙冲遮咀农瀑次勒策阿瑚妊阔羹环滁滇矩何翱数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,例：有垂直边缘图像如下 设有512字带有初始内容的字典：,客霸斩章钎为绍毛姓斤磕唤字氯
11、搭蛔舌申缨潜厄糠摸窖饭香恫闸朵屏斡归数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,伪满颁告庄室枝玄葫格敝浪挖炔亩儡邵媒牌奈菠烃那鲍诱筹寄统微概矗圭数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,Photoshop中 未压缩TIFF版本：286740字节 LZW压缩后版本： 224420字节 压缩率C=1.28,违勇茄埋梨小焉绽葡机抵几踊蒲翻浚悬固尼拍撤乐棋娇豺匈秃炔洼陆助始数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,（3）LZW的译码实例 输出码字流：(1) (2) (4) (3) (5) (8) (1) (10) (11) (1) 输入字符流：a b a b c b a b a b a a a a a a a ,娟敷吠恤嘱阴剁拾斩晾奸挥睛万苟拉乾鸽磐地兵深冷褒纸惧目重眠沫旺舒数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,本 次 授 课 结 束 谢 谢 ！,缅激朋赏绸慌低窜辩峪意筛第简铡药乎洁例俩属赊弊垄捧除插译肠喻情莫数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding数字图像处理（翟瑞芳）第9章-image coding,